Molekuły białka :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Naukowcy wyjaśniają naturę kłopotów z pamięcią występujących w demencji

Unijny zespół wkracza w przyszłość, przekształcając komórki skóry w komórki mózgu

Badania rzucają światło na sposób działania naturalnych komórek zabijających

Zaproszenie do składania wniosków o finansowanie działań zmierzających do zmiany na inne formy transportu, działań katalitycznych, działań związanych z autostradami morskimi, działań zw

Naukowcy odkryli sekwencję genów, która prognozuje rozprzestrzenianie się raka

Badania dowodzą, że psy pasterskie reagują na sygnały wzrokowe lepiej niż gończe

W artykule prezentującym wyniki nowych badań, który ukazał się w czasopiśmie Nature Structural and Molecular Biology, naukowcy z Uniwersytetu w Umeå w Szwecji wyjaśniają, w jaki sposób komórka zapewnia prawidłową dystrybucję białek w swoim wnętrzu. Stworzyli szczegółowy obraz białek wyposażonych w swego rodzaju etykiety, służące do kierowania białek w drodze przez błonę komórkową.

Większość organizmów o złożonej budowie składa się z niezliczonych komórek, które z kolei same pełne są skomplikowanych form. Komórki osiągają tak zaawansowaną organizację w dużej mierze dzięki temu, że rozmaite białka trafią w odpowiednie miejsce. Sposób, w jaki tego dokonują żywo interesuje naukowców.

Jeżeli poznamy, w jaki sposób komórki ustalają, które białka i gdzie mają trafić wewnątrz komórki, a które mają zostać wyeksportowane, będziemy w stanie przeprojektować system na naszą korzyść. Jednakże mechanizm, dzięki któremu odrębne rodziny białek są wysyłane na swoje odpowiednie miejsca w komórce pozostaje jedną z najbardziej frapujących zagadek w biologii.

Nawet pierwszy krok jest zagadkowy: z pozoru dziwne przechodzenie dużych polipeptydów przez gęste, nieprzepuszczalne wnętrze błony retikulum endoplazmatycznego. Niemniej naukowcy poznają niektóre z podstawowych zasad procesu. Obszerne informacje dostarczone ostatnio przez naukowców z Umeå wyjaśniają sposób, w jaki białka są eksportowane nawet całkowicie z komórki.

Pierwszy etap mechanizmu eksportującego opiera się na kompleksie molekularnym. Składa się z małej molekuły kwasu rybonukleinowego (RNA) powiązanej z pięcioma określonymi polipeptydami. Łącznie tworzą cząsteczkę rozpoznającą sygnał (SRP). Ten kompleks poszukuje białek przeznaczonych na eksport i łączy się z nimi.

Podobnie jak w przypadku SRP, odkryto już pewną regułę, która działa właściwie w tej samej formie we wszystkich komórkach: "etykieta adresowa". Komórki wydają się wykorzystywać krótkie sekwencje aminokwasów, z których składają się białka, jako etykiety ostatecznego miejsca przeznaczenia białka.

Bez tej sekwencji sygnałowej białko nie może wchodzić w interakcje z SRP i poruszać się przez retikulum endoplazmatyczne. Ten właśnie sygnał jest usuwany w procesie przechodzenia przez błonę, a do akcji wkracza inny sygnał. Inne sekwencje aminokwasów mogą również działać jak sygnał do dalszych etapów sortujących - to fascynujący obszar badań.

Znana jest już naukowcom jedna z tych dodatkowych etykiet peptydowych: sekwencja zakotwiczająca. Sekwencje zakotwiczające często występują na końcówkach białek. Złożone z hydrofobowych aminokwasów mają za zadanie ścisłe przytwierdzenie białek do błon. Co dziwne, niektóre sekwencje zakotwiczające działają jedynie w swojej ostatecznej lokalizacji, która znajduje się na zewnątrz błony retikulum endoplazmatycznego lub innej błony na ścieżce eksportowej.

Te skomplikowane mechanizmy funkcjonują we wszystkich komórkach zwierzęcych i roślinnych, ale methanococcus jannaschii - autotroficzny organizm hipertermofilny należący do królestwa Archebakterii - jest znacznie prostszy. Ten jednokomórkowy mikroorganizm zapewnił naukowcom z Umeå prostszy system układ modelowy do badania budowy SRP z naprowadzającą sekwencją sygnałową i bez niej. Wykorzystana została technologia zwana krystalografią rentgenowską.

"Zmiany strukturalne okazały się znacznie większe niż wcześniej przewidywano" - wyjaśnia Elisabeth Sauer-Eriksson, profesor z Wydziału Chemii Uniwersytetu w Umeå. "Przynoszą nam szczegółowe wyjaśnienia co do roli pełnionej przez SRP w transporcie białek. Te specyfikacje strukturalne mogą również posłużyć za model funkcjonowania SRP na różnych poziomach w czasie transportu białek."

Jeżeli udałoby się rozpracować ten pomysłowy mechanizm, dzięki któremu komórki etykietują i sortują białka do wyeksportowania, inżynierowie genetyczni mogliby wówczas doprowadzić mikroorganizmy do wydzielania dowolnego białka.

Badania zostały dofinansowane przez Szwedzką Radę ds. Nauki, Ośrodek Badań Mikrobiologicznych w Umeå i Fundację Kempe.

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Silencery (sekwencje wyciszające) sekwencje DNA, które w sposób negatywny wpływają na transkrypcję informacji genetycznej. Sekwencje te mogą znajdować się nawet kilka tysięcy nukleotydów przed lub za promotorem. Do sekwencji tych przyłączają się białka, które bezpośrednio oddziałują na transkrypcję oddalonego genu. Działanie odwrotne do silencerów mają enhancery pełny tekst

Nić kodująca - zwana również sensowną, jedna z dwóch nici DNA, w której zawarty jest kod genetyczny. Ta definicja ma charakter umowny, ponieważ sekwencje kodujące (jak również sekwencje matrycowe) mogą znajdować się na dowolnej z dwu nici DNA, przy czym zawsze nić kodująca i matrycowa ułożone są względem siebie antyrównolegle. Nić kodująca nie bierze bezpośredniego udziału w transkrypcji, lecz stanowi strukturalne odzwierciedlenie pierwotnego transkryptu RNA, z wyjątkiem zasady pirymidynowej w nici kodującej - tyminy, dla której odpowiednikiem w transkrypcie (tj. syntezowanej cząsteczce RNA) jest zasada pirymidynowa - uracyl. pełny tekst

Enhancery są to sekwencje w DNA wspomagające i regulujące transkrypcję informacji genetycznej. Inaczej są nazywane sekwencjami wzmacniającymi. Sekwencje te mogą znajdować się nawet kilka tysięcy nukleotydów przed lub za promotorem. Do sekwencji tych przyłączają się białka, które bezpośrednio oddziałują na transkrypcję oddalonego genu. pełny tekst

Ergastoplazma - (gr. ergazomai = praca; plazma pracująca) bazofilne (zasadochłonne) obszary cytoplazmy wokół jądra komórkowego, charakteryzujące się nagromadzeniem ER-g (retikulum endoplazmatycznego granularnego, inaczej siateczki śródplazmatycznej szorstkiej), wraz z tym retikulum. Na siateczce znajdują się rybosomy, syntetyzujące białka (translacja) na podstawie kwasu mRNA, który nadaje środowisku wnętrza komórki odczyn kwaśny (zasadochłonność) przez obecność reszt fosforanowych. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".